CN1916240A - 一种InGaP/AlGaInP晶体材料的腐蚀液 - Google Patents
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Abstract
一种InGaP/AlGaInP晶体材料的腐蚀液，属于半导体器件制造技术领域。现有的HCl系列腐蚀液腐蚀速率及腐蚀表面的粗糙度不能满足制作半导体器件的要求，而H2SO4系列腐蚀液在腐蚀过程中损伤掩模光刻胶。本发明之腐蚀液的组分及体积配比为HCl∶C2H6O2＝0.5～4.0∶1，其中，HCl的浓度为重量含量37％，C2H6O2的浓度为重量含量99.8％。应用于半导体器件制作过程中对n型、p型以及本征InGaP/AlGaInP晶体材料的腐蚀。
Description
技术领域
本发明涉及一种在湿法腐蚀半导体材料InGaP/AlGaInP的过程中所使用的腐蚀液，属于半导体器件制造技术领域。
背景技术
与本发明有关的现有技术有两种，一是HCl系列技术，除了采用HCl为腐蚀液外，还采用含HCl的混合物为腐蚀液，主要有HCl(37％)∶CH3COOH(99.8％)∶H2O＝31∶62∶7，[SCHINELLER，B.，Y.Junas，M.Heuken，and K.Heime，“Investigation of process technologies for thefabrication of AlGaInP mesa ultra high brightness light emittingdiode，”Mater.Sci.Eng.B，B51，34(1998)]；HCl∶HIO3∶H2O＝1∶1∶x，其中5＜x＜100；HCl∶KIO3＝1∶1，其中KIO3的浓度为0.1mol/l；HCl与K2Cr2O7的混合液，[ZAKNOUNE，M.，O.Schuler，F.Mollot，D.Theron，and Y.Crosnier，“Non-selective wet chemicaletching of GaAs and AlGalnP for device application，”J.Vac.Sci.Technol.，B，16(1)，223(1998)]。二是H2SO4系列技术，采用的是H2SO4与双氧水的混合液，[STEWART，T.R.，and D.P.Bour，”ChemicalEtching of (AlGa)0.5In0.5P Using Sulfuric and HydrochloricAcides，”J.Electrochem.Soc.，139，1217(1992)]。
发明内容
现有技术一存在以下缺点，1、对于p型InGaP/AlGaInP晶体材料的腐蚀速率很小，例如选用HCl∶H2O＝1∶1(体积比)为腐蚀液，在室温(25℃)下，腐蚀掺杂量为p＝5×1017的(AlGa)0.5In0.5P晶体，腐蚀速率仅有0.6/s，几乎无法完成腐蚀；将HCl与其他组分混合配制的腐蚀液也存在同样的问题。而采用未被稀释的HCl，则腐蚀速率又过快，如达到100/s以上，几乎无法控制，产生破坏性腐蚀。2、腐蚀表面粗糙，从而造成后续镀覆的SiO2膜掩蔽作用下降，以及SiO2膜与外延片以及金层之间的牢固度下降。现有技术二存在的主要缺点是用硫酸混合液腐蚀晶体须在加热的条件下进行，如60～70℃，以获得应有的腐蚀速率，但是，热H2SO4会溶解用于掩模的光刻胶，所以，这种混合液不适于在制作半导体器件过程中作为腐蚀液使用。为了获得一种腐蚀速率适中、腐蚀表面光滑、不会损伤用于掩模的光刻胶的腐蚀液，我们发明了一种InGaP/AlGaInP晶体材料的腐蚀液。
本发明是这样实现的，腐蚀液的组分及体积配比为HCl∶C2H6O2＝0.5～4.0∶1，其中，HCl的浓度为重量含量37％，C2H6O2的浓度为重量含量99.8％。
本发明与现有技术的相比，对于InGaP/AlGaInP晶体材料来说，腐蚀表面很光滑，用于掩膜的光刻胶完好无损，腐蚀可在室温下正常进行，腐蚀速度适中，一般在15～50/s范围内。并且，腐蚀液配制、储存方便，可以反复使用。如为制作半导体器件在InGaP/AlGaInP晶体材料的腐蚀表面上镀覆厚度为正常值1000～1500的SiO2膜时，能够完好掩蔽，且SiO2膜与外延片以及金层的牢固度能够达到要求。关于腐蚀速率，可从下表看出本发明其效果。
| 腐蚀液(体积比) | 腐蚀温度(℃) | 腐蚀对象及类型 | 腐蚀速率(/s) |
| H2SO4∶H2O2＝1∶1 | 60 | 本征In0.5Ga0.5P | 2.5 |
| p＝5×1017，(AlGa)0.5In0.5P | 7.0 | ||
| HCl∶H2O＝1∶1 | 25 | 本征In0.5Ga0.5P | 2.9 |
| p＝5×1017，(AlGa)0.5In0.5P | 0.6 | ||
| HCl∶C2H6O2＝2∶1 | 25 | 本征In0.5Ga0.5P | 15.3 |
| HCl∶C2H6O2＝4∶1 | p＝5×1017，(AlGa)0.5In0.5P | 15.0 |
具体实施方式
腐蚀液的组分及体积配比为HCl∶C2H6O2＝0.5～4.0∶1，其中，HCl的浓度为重量含量37％，C2H6O2的浓度为重量含量99.8％。这种腐蚀液在室温下即可发挥作用。可以用来腐蚀n型、本征以及p型InGaP/AlGaInP晶体材料。不会损伤用于掩膜的光刻胶。如腐蚀n＝1×1018的(AlGa)0.5In0.5P晶体材料，腐蚀液的配比为HCl∶C2H6O2＝0.5∶1，腐蚀表面能够达到制作半导体器件的要求，腐蚀速率达到50/s。如腐蚀本征In0.5Ga0.5P晶体材料，腐蚀液的配比为HCl∶C2H6O2＝2∶1，腐蚀表面能够达到制作半导体器件的要求，腐蚀速率为15.3/s。如腐蚀p＝5×1017的(AlGa)0.5In0.5P晶体材料，腐蚀液的配比为HCl∶C2H6O2＝4∶1，腐蚀表面能够达到制作半导体器件的要求，腐蚀速率为15.0/s。
Claims (2)
1、一种InGaP/AlGaInP晶体材料的腐蚀液，含有HCl，其特征在于，腐蚀液的组分及体积配比为HCl∶C2H6O2＝0.5～4.0∶1，其中，HCl的浓度为重量含量37％，C2H6O2的浓度为重量含量99.8％。
2、根据权利要求1所述的腐蚀液，其特征在于，腐蚀n＝1×1018的(AlGa)0.5In0.5P晶体材料，腐蚀液的配比为HCl∶C2H6O2＝0.5∶1；腐蚀本征In0.5Ga0.5P晶体材料，腐蚀液的配比为HCl∶C2H6O2＝2∶1；腐蚀p＝5×1017的(AlGa)0.5In0.5P晶体材料，腐蚀液的配比为HCl∶C2H6O2＝4∶1。
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